Staubscheibe um alternden Stern

Mit dem Very Large Telescope Interferometer der Europäischen Süd­stern­warte ESO ist die schärfste jemals gemachte Aufnahme einer Staubscheibe um einen alternden Stern gelungen. Damit können erstmalig deren Eigen­schaften mit denen von Staubscheiben um junge Sterne verglichen werden – und sie scheinen erstaunlich ähnlich zu sein. Es ist sogar möglich, dass eine Scheibe, die am Ende des Lebens eines Sterns entsteht, eine zweite Generation von Planeten schaffen könnte. Bislang waren Astronomen nicht in der Lage, Scheiben zu vergleichen, die sich zu Beginn und am Ende des Lebenszyklus eines Sterns bilden. Denn es gibt zwar viele Scheiben um junge Sternen die ausreichend nah sind, um eingehend untersucht werden zu können – aber bislang keine passenden alten Sterne mit Scheiben, die nah genug sind, um detailreiche Bilder zu erhalten.

Das hat sich jetzt geändert. Ein Forscherteam unter der Leitung von Michel Hillen und Hans Van Winckel vom Instituut voor Sterrenkunde in Löwen in Belgien hat dafür das mit dem PIONIER-Instrument und dem erst kürzlich aufgerüsteten RAPID-Detektor zu seiner vollen Leistungsfähigkeit aus­ge­stat­teten Very Large Telescope Interferometer VLTI eingesetzt. Ihr Ziel war der alte Doppelstern IRAS 08544-4431, der etwa 4000 Lichtjahre von der Erde entfernt im südlichen Sternbild Segel des Schiffes zu finden ist. Der Doppelstern besteht aus einem roten Riesenstern, der die Materie in der umgebenden Staubscheibe ausgestoßen hat, und einem weniger entwickelten normaleren Stern, der ihn nah umkreist.

Dank der Bildschärfe des VLTI und einer neuen Bildgebungstechnik, die den zentralen Stern aus dem Bild entfernen kann, konnte das Team zum ersten Mal alle Bausteine des IRAS 08544-4431-Systems analysieren. Das her­vor­stechende Merkmal des Bilds ist der klar aufgelöste Ring. Der innere Rand des Staubrings, der auf dieser Aufnahme zum ersten Mal sicht­bar war, stimmt sehr gut mit dem überein, was man als Mindest­ent­fernung zum Stern erwartet hat: Näher am Stern würde der Staub unter der starken Strahlung des Sterns verdampfen.

„Wir waren überrascht, zudem ein schwächeres Leuchten zu finden, das wahrscheinlich aus einer kleinen Akkretionsscheibe um den Begleitstern stammt. Wir wussten, dass es sich um einen Doppelstern handelt, aber wir haben nicht erwartet, dass wir den Begleiter direkt sehen würden. Dass wir in der Lage sind, die inneren Bereiche dieses entfernten Systems zu beob­achten, verdanken wir dem Fortschritt in der Leistungsfähigkeit, die uns durch den neuen Detektor in PIONIER zur Verfügung steht“, sagt Hillen.

Das Team konnte so ermitteln, dass Scheiben um alte Sterne sehr denen um junge Sterne ähneln, in denen Planetenentstehung stattfindet. Ob sich noch eine zweite Generation an Planeten um diese alten Sterne bilden kann, muss nun näher untersucht werden. „Unsere Beobachtungen und Modellierungen öffnen ein neues Fenster sowohl für die Untersuchung der Physik dieser Scheiben, als auch für die Sternentwicklung in Doppelsternen. Zum ersten Mal kann die komplexe Wechselwirkung zwischen nahen Binärsystemen und ihrer staubigen Umgebung in Raum und Zeit aufgelöst werden“, so Van Winckel.

ESO / RK